건국대 이광호 교수, 내가 본 혼죠 교수와 노벨의학상관리자1192018.10.08

제3세대 면역항암 요법의 길을 연 공로로 올해 노벨 의학생리학상을 공동 수상한 일본의 혼조 다스쿠 교수(Tasuku Honjo, 76, 일본교토대학 의학부)의 연구 업적과 수상 뒷 이야기, 그리고 노벨상 수상을 통한 우리의 교훈 등을 혼죠 교수의 제자였던 이광호 교수의 기고를 싣는다. 이광호 교수는 건국대 글로컬캠퍼스 의료생명대학 바이오융합과학부 바이오생명공학전공 (BK21 plus 바이오식약 인재 양성팀, BK21염증성 질환연구소) 소속으로 염증 제어 신소재 개발과 염증제어 기전을 연구하는 권위자이다.

건국대 축산대학에서 학부와 석사를 마치고 일본 교토대학 의학부(의과대학) 박사과정에서 혼죠 교수의 지도하에 면역글로불린 유전자 연구로 박사학위를 받고, 면역세포 분화발달에 관한 연구를 수행하였으며, 미국 국립보건연구소(NIH)에서 면역세포 분화에 관한 연구로 박사 후 과정을 거쳐, 1992년부터 건국대 교수로 재직하고 있다.


<사진: 혼죠 교수(왼쪽)과 이광호 교수>

혼죠 교수와의 인연과 대학원생 시절
1984년 일본 문부성 초청 국비장학생 시험에 합격하여, 유학할 곳을 찾던 중 일본에서 면역학을 전공하고 있던 선배에게 부탁해 혼죠 교수를 소개받았다 혼죠 교수의 연구 업적과 연구 수준에 비해 면역학과 분자생물학 지식은 거의 전무한 가운데 우여곡절을 끝에 혼죠 교수 아래서 연구할 수 있게 된 것은 큰 행운이었다. 당시에도 혼죠 교수 연구실 멤버가 거의 동경대, 교토대, 오사카대학 의학부 출신의 쟁쟁한 학생들이었는데, 한국의 건국대 축산대학 학부, 석사출신의 학생이 입학할 수 있었던 것은 항상 다양성의 중요성을 느끼시는 혼죠 교수의 결단 덕분이었다.

1985년 문부성 연수생으로 혼죠 교수 문하에 들어갔을 때, 혼죠 교수 아래 30여명의 박사과정 대학원생 및 박사 학위자로 구성된 연구 그룹은 약 6개의 그룹으로 면역글로불린 및 B세포에 관한 다양한 연구를 수행하고 있었다. 나는 면역 글로뷸린 유전자의 제놈 맵핑(genome mapping)을 수행하던 중, 유학 1년차의 연수생 과정 중에 새로운 가계(family)를 발견하여 박사학위 1년차에 논문을 발표하는 행운을 누렸고 이것이 박사학위 논문으로까지 연결됐다.

혼죠 교수의 연구업적과 노벨상 수상
혼죠 교수의 문하로 들어간 첫해인 1985년 10월에도 노벨상 수상자 발표 날 저녁 많은 언론사 기자단이 연구실 문 앞에 대기할 정도로, 혼죠 교수는 이미 일본에서 가장 유력한 노밸상 후보로 알려져 있었다. 미국에서 박사후 과정(post doc)을 마치고 일본에서 ‘클래스전환’(class switch)과 그 기전을 밝힌 공로였다.

그러나 같은 교토대학 이과대학 출신으로 MIT 대학 교수였던 도네가와 스스무(Susumu Tonehawa) 교수가 1987년 노벨 의학생리학상을 단독 수상하여 class switch 발견으로 인한 노벨상은 멀어졌다. 그러나 혼죠 교수는 연구의 주제를 바꾸지 않으시고 줄기차게 class switch에 대한 연구를 진행하시면서 class switch와 관련한 AID (activation-induced cytidine deaminase) 발견(1999년)으로 또다시 노벨상 후보로 거론됐다. 비록 노벨상을 놓쳐도 끊임없이 한 분야를 파고드는 것은 우리가 배워야 할 교훈이라고 본다.

이번에 노벨상을 수상하게 된 면역 항암제의 핵심물질 ‘PD-1’은 나의 기억으론 박사과정 2년 후배인 Ishida 당시 대학원생이 그 시기에는 생소한 학문 분야인 세포자살 (apoptosis)에 관련하는 분자 기전을 연구하던 중 발견한 단백질이다(1992년 EMBO Journal에 발표). 그래서 이름이 programmed cell death에서 따와 PD-1이다. 당시 박사과정 마지막 학기인 1990년 초 Ishda 학생이 연구미팅(lab meeting)때 새로운 분자를 발견하였다고 보고한 기억이 지금도 생생하다.

이 세포자살에 관련된 PD-1이 노벨상과 연관된 연구로 전환된 것은 그로부터 8년 후, PD-1이 면역억제에도 관여하는 분자라는 사실을 규명하면서부터다.(2000년 Journal of Experimental Medicine). 이렇게 약 30년 전에 세포자살에 관한 기초연구를 해오다 발견된 신규 분자가 노벨상으로 연결될 줄은 발견될 당시 아무도 예상하지 못했을 것이다. 이래서 우리가 기초학문을 해야 하고, 한우물을 지속적으로 파야 노벨상에 접근 할 수 있다는 사실을 여실히 보여준다.


<사진: 1990년 혼죠 교수의 모습>

PD-1은 왜 중요한 분자인가?
인간이 겪고 있는 질환 중 가장 많은 죽음을 초래하고, 그 많은 연구자가 매달려 연구하여도 아직 근본적인 해결을 하지 못하는 질환이 바로 암이다. 암치료에는 지금까지 화학 항암제가 가장 일반적으로 사용되어온 치료법이나 정상세포와 조직의 파괴라는 부작용을 초래하는 것이 큰 문제다. 따라서 이런 부작용 없이 암을 치료하는 방법과 그 타겟을 제시한 것이 이번 노벨상을 수상하게 된 CTLA-4 와 PD-1이다.

이 두 분자는 암에 대항하는 주요 세포인 T 세포의 활성을 억제하는 작용을 하는 세포 표면 분자이며, 암세포는 이들 분자의 발현을 증가시키는 아주 나쁜 기능을 가지고 있다. 따라서 PD-1 또는 CTLA-4를 억제함으로써 향상된 면역 기능에 의해 암을 치유하는 것이 바로 제 3세대 항암치료법이며, 이는 암치료 분야에 새로운 빛을 보여주었다.

혼죠 교수의 평소 가르침
학창시절 혼죠 선생 연구실에는 한국에서 온 나를 비롯하여 중국, 그리스, 미국 등 외국에서 온 대학원생 또는 연구자가 많았으며, 환영회 회식마다 하신 말씀이 과학에서의 다양성(diversity)이었다.

그만큼 획일적인 것보다 다양성 즉 창의적인 것을 좋아했다. 그리고 30여명의 연구원 중 혼죠 교수의 관심 있는 주제 외에는 대학원생에게 자유롭게 주제를 가지고 본인 스스로 해결해 가도록 하며 중간 중간의 날카로운 지적과 인도를 하는 타입으로 비교적 연구를 자유롭게 진행하는 분위기였으며 나도 그 수혜자였다.

한국에서 자라오면서 습관이 된 감성적이고 부정확한 사고와 발언으로 초기에는 혼죠 교수로부터 많은 교육을 받았던 기억이생생하다. 혼죠 교수로부터 배운 가장 큰 가르침 중의 하나가 바로 논리성이었다. 미팅이나 토론 중 논리가 결여되면 무시당할 정도로 혼조 교수의 논리성에 많은 것을 배웠다.

그리고 호기심이다. 연구의 시작은 호기심으로부터 시작된다고 항상 말씀했으며, 모든 현상에 의문과 호기심을 가지고 바라보라는 것을 큰 가르침으로 주셨다.

혼조 교수께서 과학자가 갖추어야 할 중요한 덕목을 6C로 간단하게 정리하셨는데, 바로 Curiosity (호기심)을 소중하게, Courage (용기)를 가지고, 어려운 문제에 Challenge (도전)하여, 반드시 이룰 수 있다는 Confidence (확신)을 가지고 혼신을 Concentration (집중)하여 멈추지 않고 Continuation (지속)함으로서, 시대를 변혁할 수 있는 연구를 세계에 펼칠 수 있다고 했다. 과학자로서 새겨둬야 할 중요한 단어들이라고 생각한다.


<사진: 혼죠 교수(가운데)가 이광호 교수(둘째 줄 오른쪽에서 여섯번째) 등 연구실 멤버와 함께 찍은 사진>

24번째 일본의 과학 노벨상 수상에서 배울 점
올해 혼죠 교수의 노벨상 수상으로 일본은 24번째 과학분야 노벨상을 수상하게 됐다. 세계 GDP 10번째 국가인 우리는 아직 한 명의 수상자도 배출하지 못하고 있다. 무엇이 다른 것일까.

1985년 혼죠 교수 연구실에 있을 때 일본 매출 10위인 Ono제약회사로부터 상당한 연구비를 받고 있었으며, 항상 Ono제약에서 파견된 연구원이 실험실에서 같이 연구에 동참했다. 언제부터 연구비 지원을 받았는지, 얼마인지는 잘 모르지만 일본 기업의 끈질긴 연구 지원과 규모는 나를 놀라게 했다. 16년 전 정년 퇴임식 때 향후 9년간 혼죠 교수의 연구실 경비 일체를 지원한다는 약정서를 수여하는 것을 봤으며 그 후 기간이 더 연장되고 혼조 교수가 기뻐했던 기억이 난다. 가능성과 잠재력을 믿고, 이렇게 30년동안 꾸준한 지원과 기다림의 결과가 PD-1을 통한 보상으로 나타나 그 당시 일본 10위의 기업이 지금은 PD-1항체 제약 하나로 작년 한해 57,25억 달러(한화 약 6조원)의 매출을 올렸으며 단일 약으로는 2024년 세계 4위권의 제약회사가 될 전망이라고 한다. 더 놀라운 것은 이렇게 지원하는 것이 혼죠 교수 혼자만이 아니고 일본의 면역학자 다수에게 지원된다고 하니 놀라울 따름이다.

국가 차원에서는 어떤가? 1999년 일본에 연구년을 갔을 때 일본의 버블 경제가 꺼지고 소비가 위축돼 일본의 경제가 가장 힘들 때였다. 놀랍게도 그 때 일본의 대학 연구자는 호황이었다. 국가에서 연구비를 대폭 증액시켰기 때문이다.

그리고 대형 연구과제 중간발표에 참석하여 보면, 한국의 연구재단에 해당하는 기관에서 공무원이 참석하고, 과제 참여 교수들이 그 동안의 연구결과를 슬라이드로 발표하면서 서로 토론하고 연구결과를 공유하는 것이 기억난다. 우리나라는 어떤가? 어려울 때에도 현재에 급급하지 않고 미래를 위한 과학 연구에 투자하는 자세는 새겨볼 부분이다.

노벨상은 누구 한 과학자가 노력한다고 해결할 수 있는 과제가 아니다. 연구자는 기초 연구에 더욱 매진해야 하며, 그리고 자기의 연구를 초지일관 지속하거나 할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 환경이 조성되어야 한다. 자연 과학 연구는 연구를 할 수 있는 연구비가 지원되어야 하며, 이러한 환경은 바로 국가와 기업, 그리고 대학에서의 제도적, 경제적 지원이 뒷받침 되어야 한다.

우리나라의 R&D 연구비 총액은 세계 5위라고 한다. 그런데 그 연구비의 비중을 보자. 많은 연구비가 기업에 가고, 산학연구에 치중되어 있다. 기업과 산학연구가 기초학문을 하는 곳인가? 아이러니하게도 국가의 산업이 발전하려면 응용과학에 의한 것이 아니고 기초과학이 발전하여야 산업의 근간이 된다는 것이다.

그리고 연구비 지원의 대부분은 기간이 1년이며, 긴 것이 3년이다. 그 외에는 집단으로 진행하는 연구 사업들로 7~10년이다. 이렇게 짧은 기간에 한 연구가 마무리되고, 연구를 마무리 할 때는 논문이나 뚜렷한 결과물을 제시해야 한다. 이렇게 연구를 하는데 어떻게 동일한 연구를 수십년간 지속할 수 있을까?

현재 국내 대부분의 기업은 아직 기초 연구의 중요성을 알지 못하는 것 같다. 우리나라 최고의 기업인 삼성 바이오 로직스도 생산 설비에 역점을 두지 기초 연구를 통한 기업 고유의 독창성(originality)은 멀리 있는데 다른 기업도 마찬가지일 줄 안다. 신약 개발은 그야말로 앞이 깜깜한 기초 과학의 세계에서 세대를 거치는 꾸준한 투자를 통해 한줄기 빛을 밝히겠다는 의지가 없으면 어렵다. 이를 위해서는 기초과학을 하는 연구자를 꾸준히 지원하는 기다림과 의지가 필요하다고 본다.  

대학 또한 크게 다르지 않다. 작금의 대학은 학생수 감소와 등록금 동결, 그리고 국가 교육 정책의 친산업화 등으로 재정에 엄청난 압박을 받고 있으며 교수들에게 연구지원도 쉽지 않다. 그렇지만 국가의 장래와 적게는 대학의 미래를 위해 허리끈을 조여서라도 기초과학과 연구부문에 꾸준한 지원을 하는 것이 대학이 할 수 있는 미래를 위한 바른 선택이라고 본다.

비전을 가지고 기초연구에 중요성을 두고, 개인은 호기심(curiosity)과 집중(concentration)과, 지속성(Continuation)을 가지고 연구에 매진한다면 인류에 기여하는 훌륭한 연구결과를 얻을 것이고 이것이 노벨상으로 연결 될 수 있을 것이다. 학생은 이상을 높게 가지고, 자연 현상에 호기심을 가지고, 한우물을 파는 자세를 잊지 말아야 한다. 노벨상은 기초과학에서 나오며 기초과학은 현실과의 타협보다 미래를 위한 투자에서 싹이 튼다. 혼죠 교수께서도 말씀하셨다. “기초를 하지 않으면서 응용을 한다는 것은 난센스다” 라고.






  

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